10/1/2014

La Maravillosa Máquina que somos y que volvimos a reproducir.

CARMEN

REGINA

GAYOU

MUÑOZ

LA MARAVILLOSA MÁQUINA TÉRMICA

NOTA DEL AUTOR Y EDITOR:

En esta ocasión la revista da un giro científico para desvelar uno de los

misterios del cuerpo humano. Siempre he estado impresionada con el

extraño funcionamiento y reacciones que el cuerpo humano tiene. Una

máquina maravillosamente perfecta y a la vez imperfecta. Una máquina

sabia que a la vez está llena de errores como cualquier creación.

Al estar segura de que no soy la única persona con este tipo de opiniones,

quiero que esta información llegue a otros y transmita el mensaje de que

nuestro cuerpo es lo más perfecto que podemos llegar a tener y que es

nuestra responsabilidad conocerlo y cuidar de él.

Espero de todo corazón que este número sea tan interesante y de su

agrado para leer como lo fue para mí investigar, aprender y escribirlo.

Saludos,

Carmen Regina Gayou Muñoz

Editora y creadora

Tabla de contenido La Máquina Térmica ....................................................................................................................... 4

Eficiencia de las máquinas térmicas............................................................................................ 5

El cuerpo Humano como máquina térmica ..................................................................................... 5

Transformación de energía con alimentos .................................................................................. 5

Similitudes y diferencias cuerpo-máquina .................................................................................. 7

Conclusiones .............................................................................................................................. 7

Refrigerador como máquina térmica .............................................................................................. 7

Calor .............................................................................................................................................. 8

Temperatura .................................................................................................................................. 9

Diferencia entre Calor y Temperatura .......................................................................................... 10

Cambios de Estado ....................................................................................................................... 11

Fuentes consultadas: ................................................................................................................... 13

La Máquina Térmica Una máquina térmica es un conjunto de elementos mecánicos que

permite intercambiar energía, generalmente a través de un eje, mediante

la variación de energía de un fluido que varía

su densidad significativamente al atravesar la máquina. Se trata de

una máquina de fluido en la que varía el volumen específico del fluido en

tal magnitud que los efectos mecánicos y los efectos térmicos son

interdependientes.

En un principio se podría definir a una máquina térmica como un

dispositivo, equipo o una instalación destinada a la producción de trabajo

en virtud de un aporte calórico. Aunque en algunas definiciones se

identifican

como

sinónimos

los términos

«máquina

térmica

motora» y

«motor

térmico»,

en otras se

diferencian

ambos

conceptos.

Al

diferenciarlos, se considera que un motor térmico es un conjunto de

elementos mecánicos que permite obtener energía mecánica a partir de

la energía térmica obtenida mediante una reacción de combustión o

una reacción nuclear. Un motor térmico dispone de lo necesario para

obtener energía térmica, mientras que una máquina térmica motora

necesita energía térmica para funcionar, mediante un fluido que dispone

de más energía a la entrada que a la salida.

Eficiencia de las máquinas térmicas

El rendimiento térmico o eficiencia de una máquina térmica es un

coeficiente o ratio adimensional calculado como el cociente de la energía

producida (en un ciclo de funcionamiento) y la energía suministrada a la

máquina (para que logre completar el ciclo termodinámico). Se designa

con la letra griega ηter:

Dependiendo del tipo de máquina térmica, la transferencia de estas

energías se realizará en forma de calor, Q, o de trabajo, W.

El cuerpo Humano como máquina térmica Ya hemos establecido anteriormente lo que es una máquina térmica y su

rendimiento. Con esto se llega a la cuestión: ¿el cuerpo humano es una

máquina térmica? Es una cuestión que se debe resolver paso a paso si se

quiere llegar a una conclusión.

Transformación de energía con alimentos

La principal fuente de energía de nuestro organismo son los carbohidratos

y la glucosa que ingerimos que está contenida en nuestros alimentos. Éstos

son el combustible que mantiene a nuestro cuerpo funcionando.

La transformación de energía en el organismo, se realiza oxidando

esencialmente glucosa en el proceso de respiración, mediante

mecanismos moleculares realizados a nivel celular, a temperatura

constante y baja.

En la oxidación, una molécula de glucosa, se degrada en seis moléculas

de agua, seis moléculas de bióxido de carbono y energía. Parte de la

energía transformada en este proceso se recupera en la formación de

moléculas de ATP, (adenosín trifosfato), las cuales suministran la energía

requerida para realizar el trabajo celular, (mecánico, químico, osmótico y

eléctrico).

Similitudes y diferencias cuerpo-máquina

Una máquina térmica y el organismo, como sistemas que realizan trabajo,

requieren de combustible, sin embargo la primera, opera con diferencias

de temperatura provocando transferencia de calor y con ello la

realización de trabajo, en cambio en el organismo la oxidación se realiza a

temperatura constante por lo que no hay transferencia de calor asociado

a la realización de trabajo.

La transformación de energía, en la combustión como en la oxidación,

tiene el mismo principio, ya que se realizan mediante mecanismos

moleculares. La diferencia radica en la velocidad con que se realizan; la

combustión es violenta y la reacción se mantiene por sí sola una vez que

ha comenzado; en cambio, la oxidación es un proceso lento y controlado,

de manera que, la energía se transforma de acuerdo a los requerimientos

del organismo. (Ramos)

Conclusiones

Considero que la información que se brinda anteriormente puede

proporcionar diversos criterios a los diferentes lectores, por lo que no haré

una conclusión concreta; sino que lo dejaré al buen criterio del lector. En

mi opinión el cuerpo humano sí es una máquina térmica, quizá no perfecta

pero, en efecto, con necesidades equivalentes y funciones equivalentes.

Los humanos somos un misterio para nosotros mismos y por lo mismo jamás

terminaremos de opinar sobre nosotros mismos y mucho menos podremos

conocernos del todo a pesar de las nuevas tecnologías que surjan, pues

siempre habrá opiniones diferentes.

Refrigerador como máquina térmica Un refrigerador es una máquina de calor que funciona a la inversa. Esto es :

Absorbe calor de un depósito a temperatura y libera calor a un

depósito a mayor temperatura . Para lograr esto debe hacerse un

trabajo W sobre el sistema. La experiencia muestra que esto es imposible

hacerlo con W=0.

Se define la eficiencia de un refrigerador como:

Calor Magnitud escalar que mide el “paso de

energía” (también conocida como

energía en tránsito) de un cuerpo a otro,

exclusivamente por diferencia de

temperatura. Siempre del cuerpo con más

energía al cuerpo con menos energía.

El calor está definido como la forma

de energía que se transfiere entre

diferentes cuerpos o diferentes zonas de un

mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas, sin embargo en

termodinámica generalmente el término calor significa simplemente

transferencia de energía. Este flujo de energía siempre ocurre desde el

cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura,

ocurriendo la transferencia hasta que ambos cuerpos se encuentren

en equilibrio térmico (ejemplo: una bebida fría dejada en una habitación

se entibia).

La principal fuente de calor de nuestro planeta es el Sol, el astro mayor.

Temperatura Magnitud escalar que mide el grado de agitación molecular de un

cuerpo.

La temperatura es

una magnitud referida

a las nociones

comunes de caliente,

tibio o frío que puede

ser medida con

un termómetro. En

física, se define como

una magnitud

escalar relacionada

con la energía

interna de un sistema

termodinámico,

definida por el principio cero de la termodinámica. Más específicamente,

está relacionada directamente con la parte de la energía interna

conocida como «energía cinética», que es la energía asociada a los

movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido traslacional,

rotacional, o en forma de vibraciones. A medida de que sea mayor la

energía cinética de un sistema, se observa que éste se encuentra más

«caliente»; es decir, que su temperatura es mayor.

En el caso de un sólido, los movimientos en cuestión resultan ser las

vibraciones de las partículas en sus sitios dentro del sólido. En el caso de un

gas ideal monoatómico se trata de los movimientos traslacionales de sus

partículas (para los gases multiatómicos los movimientos rotacional y

vibracional deben tomarse en cuenta también).

El desarrollo de técnicas para la medición de la temperatura ha pasado

por un largo proceso histórico, ya que es necesario darle un valor numérico

a una idea intuitiva como es lo frío o lo caliente.

Multitud de propiedades fisicoquímicas de los materiales o las sustancias

varían en función de la temperatura a la que se encuentren, como por

ejemplo su estado (sólido, líquido, gaseoso, plasma), su volumen,

la solubilidad, la presión de vapor, su color o la conductividad eléctrica. Así

mismo es uno de los factores que influyen en la velocidad a la que tienen

lugar las reacciones químicas.

La temperatura se mide con termómetros, los cuales pueden ser calibrados

de acuerdo a una multitud de escalas que dan lugar a unidades de

medición de la temperatura. En el Sistema Internacional de Unidades, la

unidad de temperatura es el kelvin (K), y la escala correspondiente es

la escala Kelvin o escala absoluta, que asocia el valor «cero kelvin» (0 K) al

«cero absoluto», y se gradúa con un tamaño de grado igual al del grado

Celsius. Sin embargo, fuera del ámbito científico el uso de otras escalas de

temperatura es común. La escala más extendida es la escala Celsius,

llamada «centígrada»; y, en mucha menor medida, y prácticamente sólo

en los Estados Unidos, la escala Fahrenheit. También se usa a veces la

escala Rankine (°R) que establece su punto de referencia en el mismo

punto de la escala Kelvin, el cero absoluto, pero con un tamaño de grado

igual al de la Fahrenheit, y es usada únicamente enEstados Unidos, y sólo

en algunos campos de la ingeniería.

Diferencia entre Calor y Temperatura Todos sabemos que cuando calentamos un objeto su temperatura

aumenta. A menudo pensamos que calor y temperatura son lo mismo. Sin

embargo este no es el caso. El calor y la temperatura están relacionadas

entre sí, pero son conceptos diferentes.

Como ya dijimos, el calor es la energía total del movimiento molecular en

un cuerpo, mientras que la temperatura es la medida de dicha energía. El

calor depende de la velocidad de las partículas, de su número, de su

tamaño y de su tipo. La temperatura no depende del tamaño, ni del

número ni del tipo.

Por ejemplo, si hacemos hervir agua en dos recipientes de diferente

tamaño, la temperatura alcanzada es la misma para los dos, 100° C, pero

el que tiene más agua posee mayor cantidad de calor.

El calor es lo que hace que la temperatura aumente o disminuya. Si

añadimos calor, la temperatura aumenta. Si quitamos calor, la

temperatura disminuye.

La temperatura no es energía sino una medida de ella; sin embargo, el

calor sí es energía.

Cambios de Estado Son los procesos en los que un estado de la materia cambia a otro

manteniendo una semejanza en su composición. A continuación se

describen los diferentes cambios de estado o transformaciones de fase de

la materia:

Fusión: Es el paso de un sólido al estado líquido por medio del calor;

durante este proceso endotermico (proceso que absorbe energía para

llevarse a cabo este cambio) hay un punto en que la

temperatura permanece constante. El "punto de fusión" es la temperatura

a la cual el sólido se funde, por lo que su valor es particular para

cada sustancia. Cuando dichas moléculas se moverán en una forma

independiente, transformándose en un líquido. Un ejemplo podría ser un

hielo derritiéndose, pues pasa de estado sólido al líquido.

Solidificación: Es el paso de un líquido a sólido por medio del enfriamiento;

el proceso es exotérmico. El "punto de solidificación" o de congelación es

la temperatura a la cual el líquido se solidifica y permanece constante

durante el cambio, y

coincide con el punto de

fusión si se realiza de

forma lenta (reversible); su

valor es también

específico.

Vaporización y

ebullición: Son

los procesos físicos en los

que un líquido pasa a

estado gaseoso. Si se

realiza cuando la

temperatura de la

totalidad del líquido iguala al punto de ebullición del líquido a esa presión

continuar calentándose el líquido, éste absorbe el calor, pero sin aumentar

la temperatura: el calor se emplea en la conversión del agua en estado

líquido en agua en estado gaseoso, hasta que la totalidad de la masa

pasa al estado gaseoso. En ese momento es posible aumentar

la temperatura del gas.

Condensación: Se denomina condensación al cambio de estado de la

materia que se pasa de forma gaseosa a forma líquida. Es el proceso

inverso a la vaporación. Si se produce un paso de estado gaseoso a

estado sólido de manera directa, el proceso es llamado sublimación

inversa. Si se produce un paso del estado líquido a sólido se denomina

solidificación.

Sublimación: Es el proceso que consiste en el cambio de estado de la

materia sólida al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido. Al proceso

inverso se le denomina Sublimación inversa; es decir, el paso directo del

estado gaseoso al estado sólido. Un ejemplo clásico de sustancia capaz

de sublimarse es el hielo seco.

Es importante hacer notar que en todas las transformaciones de fase de las

sustancias, éstas no se transforman en otras sustancias, solo cambia su

estado físico.

Las diferentes transformaciones de fase de la materia en este caso las del

agua son necesarias y provechosas para la vida y el sustento del hombre

cuando se desarrollan normalmente.

Los cambios de estado están divididos generalmente en dos tipos:

progresivos y regresivos.

Cambios progresivos: Vaporización, fusión y sublimación progresiva.

Cambios regresivos: Condensación, solidificación y sublimación regresiva.

Fuentes consultadas: http://www.fis.puc.cl/~jalfaro/fis1522/OndasyCalor/termo2/node3.ht

ml

http://www.smf.mx/boletin/Ene-99/ensena/o-humano.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Rendimiento_t%C3%A9rmico

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_t%C3%A9rmica

http://robotica-ronseb.blogspot.mx/

http://calasanz011.blogspot.mx/2012/11/maquinas-termicas.html

http://juan-andres-ingenieria-mecanica.blogspot.mx/

http://artedakota.blogspot.mx/2010/05/el-hombre-maquina.html

http://www.bo.all.biz/refrigerador-g8885

http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura

http://blogs.periodistadigital.com/vidasaludable.php/2007/07/10/ter

mometro_mercurio_sombrero_8987

http://es.wikipedia.org/wiki/Cambio_de_estado

http://quimicalifem.blogspot.mx/2011/02/grado-9-configuracion-

electronica-y.html

http://crhvscience.blogspot.mx/2012/02/practica-1-conceptos-

basicos-de-la.html